CN220564547U - 一种废塑料无废水产油工艺系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种废塑料无废水产油工艺系统，包括预处理单元、裂解单元、裂解油气回收单元、换热单元、烟气净化单元；所述预处理单元的物料出口与所述裂解单元的物料进口连接，所述裂解单元的物料出口与裂解油气回收单元的物料进口连接，所述裂解油气回收单元的物料出口与换热单元的物料进口连接，所述换热单元的第一物料出口与烟气净化单元的物料进口连接，所述换热单元的第二物料出口与所述裂解单元的物料进口连接。本实用新型采用循环裂解气作为传热介质为裂解反应供热，使用常温裂解油作为高温裂解油的冷却介质，使用半干法脱酸塔净化裂解气及烟气，该废塑料无废水产油工艺系统在获得产品裂解油的同时没有废水排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及有机固废处理技术领域，具体涉及一种废塑料无废水产油的工艺系统。
背景技术
塑料因其具有经久耐用、价格低廉等优良性能被全世界广泛应用，尽管数量巨大，但只有20％的塑料垃圾被回收或焚烧，大多数塑料碎片被排放到垃圾填埋场或自然环境中，按照目前的趋势，到2050年全球将产生约2.4×109t塑料废物。因此，对废旧塑料的处理选择是一个亟待解决的问题。
废塑料的填埋会占用大量土地并难以降解，且会造成土壤板结，甚至对地下水造成危害；而将废旧塑料直接作焚烧处理，会对环境造成严重的污染，在燃烧废旧塑料时会产生大量的黑烟，还会产生二噁英有毒有害气体，同时在废旧塑料中的重金属化合物，也会随着烟尘焚烧残渣一起排放，对环境污染比较大。
热裂解技术能够在不产生二噁英等有毒物质的情况下，将废旧塑料热处理，使废旧塑料减量化、无害化的同时产生高热值的裂解油，是较为环境友好的废旧塑料处理方式。然而现阶段热裂解技术仍然不够成熟，有热效率较低、裂解产物热值不高、会持续产生废水、废气等二次污染物等问题。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种废塑料无废水产油的工艺系统，该工艺系统采用循环裂解气作为传热介质为裂解反应供热，采用常温裂解油作为高温裂解油的冷却介质，使用半干法脱酸塔净化裂解气及烟气，该废塑料无废水产油工艺系统在获得产品裂解油的同时没有废水排放。
本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
一种废塑料无废水产油工艺系统，包括预处理单元、裂解单元、裂解油气回收单元、换热单元、烟气净化单元；
所述预处理单元的物料出口与所述裂解单元的物料进口连接，所述裂解单元的物料出口与裂解油气回收单元的物料进口连接，所述裂解油气回收单元的物料出口与换热单元的物料进口连接，所述换热单元的第一物料出口与烟气净化单元的物料进口连接，所述换热单元的第二物料出口与所述裂解单元的物料进口连接。
进一步的，所述预处理单元包括依次连接的上料斗、皮带输送机、除铁器、破碎进料皮带机、破碎机、破碎出料皮带机、喂料装置；所述喂料装置的出口连接所述裂解单元物料入口。
进一步的，所述裂解单元包括依次连接的裂解炉、水冷出料螺旋机、尾渣料仓。
进一步的，所述裂解油气回收单元包括依次连接的旋风除尘器、油冷塔、油循环泵、输油泵、油箱、第一半干法脱酸塔，所述旋风除尘器的物料入口与所述裂解单元的物料出口连接，所述第一半干法脱酸塔的物料出口与所述换热单元的物料进口连接。
进一步的，所述裂解油气回收单元中的冷油塔中的冷却介质为常温裂解油。
进一步的，所述裂解油气回收单元中的第一半干法脱酸塔内喷射碱液。
进一步的，所述换热单元中包括第一支路和第二支路，所述第一支路的物料进口和第二支路的物料进口分别与裂解油气回收单元的物料出口连接。
进一步的，所述第一支路设有依次连接的裂解气风机、热风炉、换热器；所述第二支路设有循环裂解气风机、换热器。
进一步的，所述烟气净化单元包括依次连接的第二半干法脱酸塔、布袋除尘器、烟气风机、烟囱。
进一步的，所述烟气净化单元中的第二半干法脱酸塔的物料进口与换热单元中的第一支路的换热器的物料出口相连接。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的废塑料无废水产油工艺系统，采用循环裂解气作为传热介质为裂解单元中的裂解反应供热，供热后的低温循环裂解气又与烟气进行热交换后升温，升温后重新为裂解单元供热，循环裂解气与废旧塑料直接接触，传热效率高且无损耗，也无须从外界补充燃料。同时，本实用新型的废塑料无废水产油工艺系统采用常温裂解油作为高温裂解油、裂解气的冷却介质，冷却后的高温裂解油无水汽等杂质，且整个过程中不会产生废水，减少了该工艺系统的成本并简化了工艺。此外，本实用新型的废塑料无废水产油工艺系统采用半干法脱酸，彻底去除裂解气和烟气中的二氧化硫、氯化氢等酸性物质，且过程中不产生废水，避免造成二次污染。
附图说明
图1为本实用新型的废塑料无废水产油工艺系统的单元关系连接图；
图2为本实用新型实施例1中的废塑料无废水产油工艺系统的工艺流程图；
图3为本实用新型实施例1中的废塑料无废水产油工艺系统的结构示意图；
图中：10、预处理单元；11、上料斗；12、皮带输送机；13、除铁器；14、破碎进料皮带机；15、破碎机；16、破碎出料皮带机；17、喂料装置；20、裂解单元；21、裂解炉；22、水冷出料螺旋机；23、尾渣料仓；30、裂解油气回收单元；31、旋风除尘器；32、油冷塔；33、油循环泵；34、输油泵；35、油箱；36、第一半干法脱酸塔；40、换热单元；41、裂解气风机；42、热风炉；43、换热器；44、循环裂解气风机；50、烟气净化单元；51、第二半干法脱酸塔；52、布袋除尘器；53、烟气风机；54、烟囱。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种废塑料无废水产油工艺系统，包括预处理单元、裂解单元、裂解油气回收单元、换热单元、烟气净化单元；
所述预处理单元的物料出口与所述裂解单元的物料进口连接，所述裂解单元的物料出口与裂解油气回收单元的物料进口连接，所述裂解油气回收单元的物料出口与换热单元的物料进口连接，所述换热单元的第一物料出口与烟气净化单元的物料进口连接，所述换热单元的第二物料出口与所述裂解单元的物料进口连接。其中，该废塑料无废水产油工艺系统中，预处理单元用于将废塑料进行预处理和进料；裂解单元用于将经预处理单元处理后的物料进行裂解处理；裂解油气回收单元用于将经裂解单元处理产生的裂解油、裂解气分别进行收集和净化；换热单元用于将系统中的循环裂解气进行加热，为裂解单元中的裂解反应提供热量；烟气净化单元用于将系统中产生的烟气净化后排放。
作为其中的一个实施方式，所述预处理单元包括依次连接的上料斗、皮带输送机、除铁器、破碎进料皮带机、破碎机、破碎出料皮带机、喂料装置；所述喂料装置的出口连接所述裂解单元物料入口。
作为其中的一个实施方式，所述裂解单元包括依次连接的裂解炉、水冷出料螺旋机、尾渣料仓。
其中，裂解单元中物料的裂解热量来自于高温循环裂解气的直接接触，高温循环裂解气的温度为500℃-700℃。
作为其中的一个实施方式，所述裂解油气回收单元包括依次连接的旋风除尘器、油冷塔、油循环泵、输油泵、油箱、第一半干法脱酸塔，所述旋风除尘器的物料入口与所述裂解单元的物料出口连接，所述第一半干法脱酸塔的物料出口与所述换热单元的物料进口连接。
作为其中的一个实施方式，所述裂解油气回收单元中的冷油塔中的冷却介质为常温裂解油。优选的，常温裂解油的温度为120-180℃。
其中，物料在裂解单元中经裂解反应后产生的高温裂解油在所述裂解油气回收单元中的冷油塔中冷却后的温度为100-200℃。
作为其中的一个实施方式，所述裂解油气回收单元中的第一半干法脱酸塔内喷射碱液。优选的，所述碱液为浓度为30％石灰乳悬浊液，采用碱液对体系内的物料进行旋转雾化喷淋。
其中，由于部分塑料如聚氯乙烯、聚苯硫醚中含有硫、氯等元素，裂解气需要通过脱酸装置将硫、氯元素及其化合物脱除，以避免系统产生氯化氢气体和二氧化硫对大气环境产生不良影响，采用半干法脱酸塔内喷射碱液，彻底去除裂解气和烟气中的二氧化硫、氯化氢等酸性物质，且过程中不产生废水，避免造成二次污染。
作为其中的一个实施方式，所述换热单元中包括第一支路和第二支路，所述第一支路的物料进口和第二支路的物料进口分别与裂解油气回收单元的物料出口连接。
作为其中的一个实施方式，所述第一支路设有依次连接的裂解气风机、热风炉、换热器；所述第二支路设有循环裂解气风机、换热器。
其中，经换热单元处理后的裂解气温度为500-650℃，换热后的裂解气重新进入所述裂解单元。
第二支路中的热风炉的物料出口的烟气温度为700-1100℃。
作为其中的一个实施方式，所述烟气净化单元包括依次连接的第二半干法脱酸塔、布袋除尘器、烟气风机、烟囱。优选的，所述烟囱中烟气出口温度为120℃-150℃。
作为其中的一个实施方式，所述烟气净化单元中的第二半干法脱酸塔的物料进口与换热单元中的第一支路的换热器的物料出口相连接。
下面结合附图对本实用新型的结构进行进一步的描述：
实施例1：
如图1所示，本实用新型提供一种废塑料无废水产油工艺系统，包括预处理单元10、裂解单元20、裂解油气回收单元30、换热单元40、烟气净化单元50；
所述预处理单元10的物料出口与所述裂解单元20的物料进口连接，所述裂解单元20的物料出口与裂解油气回收单元30的物料进口连接，所述裂解油气回收单元30的物料出口与换热单元40的物料进口连接，所述换热单元40的第一物料出口与烟气净化单元50的物料进口连接，所述换热单元40的第二物料出口与所述裂解单元20的物料进口连接。
本实用新型的废塑料无废水产油工艺系统采用以循环裂解气为传热介质的直接加热无氧裂解技术，塑料裂解后通过油冷技术收集裂解油、半干法脱酸技术净化裂解气使塑料变为高热值裂解油，达到有机固废资源化回收利用的目的，同时整个产油过程不产生废水，减少了该工艺系统的成本并简化了工艺。
如图3所示，预处理单元10中包括依次连接的上料斗11、皮带输送机12、除铁器13、破碎进料皮带机14、破碎机15、破碎出料皮带机16、喂料装置17；物料通过上料斗11落入皮带输送机12，后被运料至除铁器13并去除掺杂的金属后，通过破碎进料皮带机14进入破碎机15对废塑料进行破碎处理，后再经过破碎出料皮带机16进入喂料装置17，所述喂料装置17的出口连接所述裂解单元物料入口。优选的，破碎后的塑料粒径小于30mm。
裂解单元20包括依次连接的裂解炉21、水冷出料螺旋机22、尾渣料仓23。经喂料装置17输送的废塑料进入裂解炉21中，裂解炉21反应热源为高温循环裂解气，裂解炉21炉内控制为无氧或者低氧状态，裂解反应的主要产物为炭粉、裂解油、裂解气。裂解反应后产生的裂解油、裂解气与作为传热介质的循环裂解气在裂解炉21顶部的出气口引出，进入裂解油气回收单元30。裂解反应产生的碳渣通过水冷出料螺旋22降温并排出，进入尾渣料仓23，收集后可运送至水泥厂或砖厂利用。
裂解油气回收单元30包括依次连接的旋风除尘器31、油冷塔32、油循环泵33、输油泵34、油箱35、第一半干法脱酸塔36。从裂解单元20产生的的裂解油、裂解气以及循环裂解气进入旋风除尘器31，大量粉尘从旋风除尘器底部排出，之后裂解油、裂解气以及循环裂解气进入油冷塔32。其中，油冷塔32底部与油箱相连，通过油循环泵33泵出油箱中的常温裂解油作为高温裂解油的冷却介质，对裂解油、裂解气、循环裂解气降温；控制冷却后裂解油、裂解气、循环裂解气的温度为120-180℃；高温裂解油被冷却后与部分常温裂解油一起通过输油泵34流入油箱35，裂解气与循环裂解气进入第一半干法脱酸塔36；半干式脱酸塔通过将碱性物质喷射到反应器出口的烟道中，使得气体流过的裂解气中的酸性成分发生中和反应，去除酸性气体，第一半干法脱酸塔36塔顶部的旋转雾化器将碱液喷射出去，液滴初始速度很大，且其表面积大，具有较强的吸附能力，能与裂解气充分接触.热交换强.液滴在碰到塔壁前就被干燥，因此第一半干法脱酸塔36无废水或者悬浊液排出，脱酸后的裂解气和烟气进入换热单元40。
换热单元40中与第一半干法脱酸塔36相连的管段被分为两条支路，分别为第一支路和第二支路，通过阀门控制气体流量，热解反应产生的裂解气进入第一支路，所述裂解气由裂解气风机41抽入热风炉42焚烧，裂解气焚烧后产生烟气的温度不超过1000℃，进入换热器43；体系中的循环裂解气进入第二支路，通过循环裂解气风机44进入换热器43中，作为被传热介质，由热风炉产生的高温烟气间接接触传热，循环裂解气换热后温度在500-600℃，后重新进入裂解炉循环为物料发生裂解反应供热；第一支路的烟气进入烟气净化单元50。
烟气净化单元50包括依次连接的第二半干法脱酸塔51、布袋除尘器52、烟气风机53、烟囱54；第一支路的烟气进入第二半干法脱酸塔51，利用旋转喷雾将碱液喷入塔内，一方面利用烟气的热量将喷入的雾滴的水分蒸发，形成干燥的粉状固体颗粒收集下来，烟气的温度同时降低；另一方面，烟气中的酸性气体与碱液发生化学吸收反应，达到脱酸的目的，脱酸后的烟气进入布袋除尘器52脱除烟气中的飞灰以及粉末，除尘净化处理后的烟气由烟气风机53抽向烟囱54排出。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，包括预处理单元、裂解单元、裂解油气回收单元、换热单元、烟气净化单元；
所述预处理单元的物料出口与所述裂解单元的物料进口连接，所述裂解单元的物料出口与裂解油气回收单元的物料进口连接，所述裂解油气回收单元的物料出口与换热单元的物料进口连接，所述换热单元的第一物料出口与烟气净化单元的物料进口连接，所述换热单元的第二物料出口与所述裂解单元的物料进口连接。
2.根据权利要求1所述的一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，所述预处理单元包括依次连接的上料斗、皮带输送机、除铁器、破碎进料皮带机、破碎机、破碎出料皮带机、喂料装置；所述喂料装置的出口连接所述裂解单元物料入口。
3.根据权利要求1所述的一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，所述裂解单元包括依次连接的裂解炉、水冷出料螺旋机、尾渣料仓。
4.根据权利要求1所述的一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，所述裂解油气回收单元包括依次连接的旋风除尘器、油冷塔、油循环泵、输油泵、油箱、第一半干法脱酸塔，所述旋风除尘器的物料入口与所述裂解单元的物料出口连接，所述第一半干法脱酸塔的物料出口与所述换热单元的物料进口连接。
5.根据权利要求4所述的一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，所述裂解油气回收单元中的冷油塔中的冷却介质为常温裂解油。
6.根据权利要求5所述的一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，所述裂解油气回收单元中的第一半干法脱酸塔内喷射碱液。
7.根据权利要求1所述的一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，所述换热单元中包括第一支路和第二支路，所述第一支路的物料进口和第二支路的物料进口分别与裂解油气回收单元的物料出口连接。
8.根据权利要求7所述的一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，所述第一支路设有依次连接的裂解气风机、热风炉、换热器；所述第二支路设有循环裂解气风机、换热器。
9.根据权利要求7所述的一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，所述烟气净化单元包括依次连接的第二半干法脱酸塔、布袋除尘器、烟气风机、烟囱。
10.根据权利要求9所述的一种废塑料无废水产油工艺系统，其特征在于，所述烟气净化单元中的第二半干法脱酸塔的物料进口与换热单元中的第一支路的换热器的物料出口相连接。
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